Фотоэлектрические уровнемеры

 

Применяются только при измерении дискретных уровней жидкости.

Существует два метода измерения уровня фотоэлектрическими преобразователями.

1. Фотоэлектрические источник света 1 и детектор 2 разделены, поэтому луч света (а так же излучение ультрафиолетовое, инфракрасное) между ними прерывается, если уровень жидкости превышает высоту установки этих преобразователей.

Практически луч света полностью не прерывается, а лишь ослабляется (рис. 2).

Рисунок 2 – Схема фотоэлектрического уровнемера с разделенным расположением фотоэлектрического источника света 1 и светодетектора 2

 

2. В случае совмещенного расположения фотоэлектрического источника света и светодетектора свет от фотоэлектрического источника отражается от внутренней поверхности призмы и попадает на светодетектор в том случае, когда фотоэлектрический преобразователь находится в газовой среде.

Если жидкость покрыла корпус фотоэлектрического преобразователя, индекс отражения между призмой и окружающей средой изменится, и луч света на будет отражаться от призмы к светодетектору (рис. 3).

Рисунок 3 – Схема фотоэлектрического уровнемера с совмещенным расположением фотоэлектрического источника света 1 и светодетектора 2

 

Радарные уровнемеры

 

Подразделяются на бесконтактные и контактные для определения уровня жидких и сыпучих веществ, которые используют радарную технологию, основанную на распространении непрерывного частотно-модулированного излучения (НЧМИ) микроволнового диапазона.

Они удобны там, где необходимо прямое измерение:

- при измерении коррозионных, абразивных, клейких или вязких жидкостей, с которыми проблематично использование контактных устройств;

- измерении при изменениях температуры и давления.

 

Радарные измерители уровня (бесконтактные)

 

Для сложных измерений используются радарные измерители. Радарные измерители производят бесконтактные измерения уровня.

Измерители используют радарную технологию, основанную на распространении непрерывного частотно-модулированного излучения (НЧМИ) микроволнового диапазона.

Сигнал радара (рис. 4) (микроволна) посылается от измерителя к поверхности среды и отражается назад на приемник измерителя.

Рисунок 4 – Радарный уровнемер

 

Приемник оценивает разность фаз между посланным и принятым сигналами.

Радарные измерители выдают аналоговый выходной сигнал 4 – 20 мА. Частота 24 ГГц и современная электроника позволяют радарным измерителям использовать небольшую антенну и получать узкий пучок излучения (рис. 5).

 

Рисунок 5 – Радарный измеритель уровня

 

Маленькая легкая антенная упрощает установку, а узкий луч уменьшает нежелательное эхо от препятствий, находящихся в резервуаре, и таких как мешалки, теплообменники, трубы для заполнения, перегородки, теплозащитные карманы и периодические потоки для заполнения резервуара.

Узкий луч также повышает удобство монтажа, поскольку измеритель может быть смонтирован на имеющихся фланцах, расположенных достаточно близко к стенке резервуара.

Радарная технология излучения через воздух (микроволновые бесконтактные уровнемеры) базируется на аналогичных принципах измерения, но ложные эхосигналы были и остаются для нее существенной проблемой.

При ориентации излучателя радара в направлении дна бункера возникают условия для отражения излученного сигнала от стенок резервуара и образования паразитных отраженных сигналов, которые должны быть подавлены в приемнике.

Кроме того, зачастую внутри резервуара имеются внутренние препятствия, такие как система трубопроводов, патрубки, лестницы и т.п., которые способствуют появлению дополнительных паразитных сигналов.

Главной причиной возникновения ложных отражений является излучение радарных сигналов в расширенном конусе, т.е. с относительно широкой диаграммой направленности.

 

Радарный уровнемер Rosemount серии 5600 позволяет измерять уровень таких сред, как нефтепродукты, щелочи, кислоты, растворители, водные растворы, алкогольные напитки, суспензии, глина, извести, руды, гранулированные материалы – от руды до пластиковых гранул, мелкодисперсные порошковые материалы, цемент и пр.

Температура процесса минус 40 – 400 °С.

Температура окружающего воздуха минус 40 – 70 °С.

Выходные сигналы: 4 – 20 мА с цифровым сигналом на базе HART – протокола.

Диапазон измерения до 50 м.

Использование: общепромышленное; взрывозащищенное (маркировка взрывозащиты 2 Exde [ ia ][ ib ] IICT 6 X).

Степень защиты от воздействий пыли и воды IP 66.

Производитель – ПГ «Метран», г. Челябинск.